[发明专利]固体电解质、其制备方法、锂-空气电池及电化学装置

说明书

本发明涉及固体电解质、其制备方法、锂‑空气电池及电化学装置。固体电解质包括：包括无机锂离子导体的第一层，和设置在所述第一层的至少一个表面上的第二层，其中所述第二层包括由式1表示的化合物或由式2表示的化合物的至少一种，其中，在式1和2中，各M独立地为单价元素至六价元素的至少一种，以及x、y、和z各自独立地为0x5，0y5，和0z5。式1Li_xM_yO_z式2Li_xM_y(OH)_z。

对相关申请的交叉引用

本申请要求2020年3月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0034663的优先权和权益、以及由其产生的所有权益，将其内容全部通过引用引入本文中。

技术领域

本公开内容涉及固体电解质、其制备方法、以及包括所述固体电解质的锂-空气电池和电化学装置。

背景技术

在锂-空气电池中，锂被用作负极并且无需在电池中存储作为正极活性材料的空气。因此锂-空气电池可作为高容量电池实施。另外，锂-空气电池具有3,500Wh/kg或更大的高的理论比能量。

锂-空气电池包括锂负极、容许锂离子通过其、同时保护锂负极免受氧气或水分的保护膜、和正极载体。锂-空气电池通过从空气引入的氧气的氧化-还原反应提供电能。有机液体电解质、水性(含水)液体电解质、或固体电解质可用作正极的电解质。对于改善的电池材料仍然存在需要。

发明内容

提供在水分和碱性的存在下稳定的固体电解质。

提供包括所述固体电解质的锂-空气电池。

提供包括所述固体电解质的电化学装置。

提供制备所述固体电解质的方法。

另外的方面将部分地在随后的描述中阐明，且部分地由所述描述明晰。

根据一个方面，固体电解质包括：

包括无机锂离子导体的第一层；和

设置在所述第一层的至少一个表面上的第二层，

其中所述第二层包括由式1表示的化合物或由式2表示的化合物的至少一种：

式1

Li_xM_yO_z

式2

Li_xM_y(OH)_z

其中，在式1和2中，

各M独立地为单价元素至六价元素的至少一种，以及

x、y、和z各自独立地为0x5，0y5，和0z5。

根据一个方面，锂-空气电池包括：正极；负极；以及设置在所述正极和所述负极之间的电解质，其中所述电解质包括所述固体电解质。

根据一个方面，电化学装置包括所述固体电解质。

所述电化学装置可包括如下的至少一种：电池、蓄电池、超级电容器、燃料电池、传感器、或电致变色装置。

根据一个方面，制备固体电解质的方法包括：

提供包括无机锂离子导体的第一层；

将由式3表示的化合物沉积在所述第一层的至少一个表面上以形成覆盖层(涂层)；和

对所述第一层的至少一个表面上的所述覆盖层进行热处理以形成第二层，